JP2011095655A - カラーフィルタ用インクジェットインク組成物、カラーフィルタの製造方法及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】極めて優れた平坦性、耐熱性および耐薬品性を有する着色層を形成するカラーフィルタ用インクジェットインク組成物を提供する。
【解決手段】少なくとも、有機顔料、分散剤、熱硬化性のバインダー成分、及び溶剤からなり、熱硬化性のバインダーの主成分として式（１）で表される構造を有するメラミン樹脂、またはベンゾグアナミン樹脂を含有する。

【選択図】なし

Description

本発明は、カラー液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタに関するものである。

近年、携帯電話やパーソナルコンピュータ、薄型カラーテレビの発展に伴い、カラーＬＣＤの需要が増加しており、特に、薄型カラーテレビの大型化が著しい。しかしながら、需要の増加に合わせて低価格化の進行も著しく、部材の中でもコスト的に比重の高いカラーフィルタに対するコストダウンの要求が強い。

このようなカラーフィルタにおいては、通常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の着色パターンを備え、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの画素に対応する電極をＯＮ、ＯＦＦさせることで液晶がシャッタとして作動し、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの画素を光が通過してカラー表示が行われるものである。

従来より行われているカラーフィルタの製造方法としては、例えば染色法が挙げられる。この染色法は、まずガラス基板上に、染色される透明の水溶性の高分子材料をフォトリソグラフィー工程により所望の形状にパターニングした後、得られたパターンを染料水溶液に浸漬して透明なパターンを染色する。これを３回繰り返すことによりＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ層を形成するものである。

また、他の方法としては顔料分散法がある。この方法は、まず基板上に顔料を分散した感光性樹脂層を形成し、これをパターニングすることにより単色のパターンを得る。さらに、この工程を３回繰り返すことにより、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ層を形成する。

さらに、他の方法としては、熱硬化樹脂に顔料を分散させてＲ、Ｇ、Ｂの３回印刷を行った後、樹脂を熱硬化させる方法等を挙げることができる。

しかしながら、いずれの方法も、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を着色するために、同一の工程を３回繰り返す必要があり、コスト高になるという問題や、同様の工程を繰り返すため歩留まりが低下するという問題がある。

ところで、これらの問題点を解決したカラーフィルタの製造方法として、近年、インクジェット方式を利用したカラーフィルタの製造方法が検討されている。この方法では、位置の制御はインクジェットのヘッドまたは印刷基板の方で行うため、着色層を光パタ−ンニングする工程がなく、着色層を形成する材料が感光性を有する必要がない。従って、従来の方法に比べてより耐熱性、耐薬品性の高い材料を選択できる範囲が拡がる。

より詳しく説明すると、インクジェット方式のカラ−フィルタ形成方法としては、予め基板上に透明な被染色層を一層設け、その上に染料を主成分とする赤、青、緑色のインクをインクジェット装置で噴射し、赤、青、緑の各画素に対応する被染色層の所定の位置を染色する方式が知られている（例えば、特許文献１〜６）。この方式は、透明な被染色層を染料インクで染め付けるため、散乱の少ない透明度の高いカラ−フィルタが得られるが、その反面、被染色を形成した後に染料インクを用いて染め付けるため染料の熱による昇華および溶剤による溶出が起こりやすく、高い耐熱性、耐薬品性が得られにくい。

それに対して、より高い耐熱性および耐薬品性を有する着色層を実現する方法として、
透明な基板上の赤、青、緑色各画素の所定の位置に樹脂と有機顔料およびまたは染料の混合物から主としてなるインクをインクジェット装置で噴射して着色層を形成する方法が知られている（例えば、特許文献７〜９）。しかし、色仕様および／または液晶カラー表示装置の方式によっては、インクの組成が著しく制限され、上記方法で調製されるインクジェット用インクの耐熱性、耐薬品性は、未だ不十分であり、フォトリソグラフィー方式同等の耐熱性、対薬品性は実現していない。

また、透明な基板上の赤、青、緑色各画素の所定の位置が、隔壁で仕切られている場合、隔壁の開口部にインクジェット装置で噴射して着色層を形成する際、ガラス基板に対し濡れ性の良いインクを用いる場合には、インクに対して濡れ性の悪い物質で予め境界となる凸部を印刷しておく方法や、ガラスに対して濡れ性の悪いインクを使う場合には、インクとの濡れ性の良い材料で予めパターンを形成しておき、インクが定着するのを助ける方法が開示されている。しかしながら、ガラス基板や境界となる凸部を親インク性や撥インク性を制御することは、画素間の混色やインクの濡れ性の制御には効果的であるが、画素部自体の形状が凸型や凹型になり、画素部の平坦性を得られないという問題があった。このような場合には、画素内での色濃度にバラツキが生じ、画像の表示品質が著しく劣るという問題が発生する。

画素部の平坦性を得る方法としては、画素部に平坦化層を設け、画素部の平坦性を得る方法が開示されている（特許文献１０）。ここでは、基板側から露光し、画素部の厚みに応じて平坦化層の硬化の度合いを調節し、平坦性を付与する方法が記載されている。また、フィルム状の保護層を、転写によって画素部上に形成する方法が開示されている（特許文献１１）。

更に、画素部に平坦性を付与するインクとしては、着色顔料と体質顔料を有するインクが開示されている（特許文献１２）。前記文献では、樹脂と顔料の重量比や着色顔料と体質顔料の重量比及びインク中の固形分についても言及されている。また、濃淡のインクを用いて画素部内の濃度調節を行いながら平坦性を付与する方法が開示されている（特許文献１３）。

特開平８−３０４６１９号公報、特開平１０−１９７７１９号公報に開示されている方法では、画素部内の色濃度のバラツキに関しては何ら解消されていない。また、特開平９−１３２７４０号公報に開示されているインクについては、近年のトレンドである高精彩ディスプレイ向けの色仕様に設計するためには、顔料濃度を高くする必要があり、色仕様および／または液晶カラー表示装置の方式によっては、インクの組成が著しく制限され、十分な平坦性を得ることは困難である。特開２００４−１７７８６７号公報に開示されている方法では、工程が煩雑になる上に十分な平坦性を得るのは困難である。

特開昭５９−７５２０５号公報 特開昭６１−２４５１０６号公報 特開昭６３−２９４５０３号公報 特開平１−２１７３０２号公報 特開平２−１７３７０３号公報 特開平２−１７３７０４号公報 特開平５−２２４００７号公報 特開平８−１７１０１０号公報 特開平１０−１０４４１６号公報 特開平８−３０４６１９号公報 特開平１０−１９７７１９号公報 特開平９−１３２７４０号公報 特開２００４−１７７８６７号公報

本発明は、かかる従来技術の諸欠点に鑑み創案されたもので、その目的とするところは、インクジェット方式を用いてカラーフィルタを製造するに際し、優れた平坦性、耐熱性および耐薬品性を有する着色層を容易に形成するカラーフィルタ用インクジェットインク組成物を提供することにある。

前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。

まず、請求項１に記載の発明は、少なくとも、有機顔料、分散剤、熱硬化性のバインダー成分、及び溶剤からなり、熱硬化性のバインダーの主成分として式（１）で表される構造を有するメラミン樹脂、または式（２）で表される構造を有するベンゾグアナミン樹脂を含有することを特徴とするカラーフィルタ用インクジェットインク組成物としたものである。式（１）および式（２）で表される構造においてＲ_１〜Ｒ_１０は、アルキル基、エーテル基、メチロール基、イミノ基を表す。

また、請求項２に記載の発明は、前記熱硬化性のバインダーの主成分として前記式（１）で表される構造を有するメラミン樹脂、または前記式（２）で表される構造を有するベンゾグアナミン樹脂において、官能基Ｒ_１〜Ｒ_６のうち５つ以上、Ｒ_７〜Ｒ_１０のうち３つ以上がエーテル基であることを特徴とする、請求項１に記載のカラーフィルタ用インクジェットインク組成物としたものである。

また、請求項３に記載の発明は、前記式（１）で表される構造を有するメラミン樹脂、または前記式（２）で表される構造を有するベンゾグアナミン樹脂において、官能基Ｒ_１〜Ｒ_６、Ｒ_７〜Ｒ_１０のうち、エーテル基でない官能基が、メチロール基、またはイミノ基であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のカラーフィルタ用インクジェットインク組成物としたものである。

また、請求項４に記載の発明は、基板上に形成された隔壁により区画された凹部に、インクジェット方式により請求項１〜３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの液滴を付与して着色層を形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法としたものである。

また、請求項５に記載の発明は、前記着色層を、インクジェット方式により打滴されたカラーフィルタ用インクジェットインク中の有機溶剤を除去してインク残部とした後に、加熱する硬化工程を有し、前記インク残部を重合硬化させて、形成することを特徴とする請求項４に記載のカラーフィルタの製造方法としたものである。

また、請求項６に記載の発明は、前記硬化工程は、前記カラーフィルタ用インクジェットインクの熱重合開始温度未満の温度で加熱を行った後に、前記熱重合開始温度以上の温度で加熱を行うことを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルタの製造方法としたもの
である。

また、請求項７に記載の発明は、請求項４から６のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法により作製されたカラーフィルタとしたものである。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする液晶表示装置としたものである。

本発明は、樹脂と顔料の重量比の自由度を拡大することによって、広範囲の色仕様および／または液晶カラー表示装置の複数の方式に対し適用可能で、生産性に優れ、画素部の平坦性が高く、膜質が強固であり、且つ表示品質に優れたカラーフィルタを製造可能なカラーフィルタ用インクジェットインク組成物を提供する。
さらに、このインクを用いたカラーフィルタの製造方法及びこのカラーフィルタを備えた表示装置を提供することができる。

以下、本発明のカラーフィルタ用インクジェットインク、それを用いたカラーフィルタの製造方法及び液晶表示装置について詳細に説明する。

本発明は、着色画素の平坦性は、インクの粘度を下げて流動性を高めることによって向上するという知見に基づいている。インキの流動性を高めるには、インク中の樹脂成分の割合を高めるのが効果的であるが、そうすると顔料比が低下するので着色性、すなわち色密度が低下する。本発明は、この色密度の低下を樹脂成分の硬化時の体積収縮を増大させることで補償して、顔料比が下がっても、色密度の回復と維持ができるというものである。

本発明におけるカラーフィルタ用インクジェットインクは、式（１）または式（２）で表される構造単位を有するメラミン樹脂樹脂を熱硬化性バインダーの主成分として含有する。

上記インクの熱硬化性のバインダーの主成分としては、式（１）で表される構造を有するメラミン樹脂、または式（２）で表される構造を有するベンゾグアナミン樹脂であって、官能基Ｒ_１〜Ｒ_６のうち１つ以上６つ以下、Ｒ_７〜Ｒ_１０のうち1つ以上４つ以下がエーテル基であることを特徴とする。

上記熱硬化性のバインダーの主成分としては、式（１）で表される構造を有するメラミン樹脂、または式（２）で表される構造を有するベンゾグアナミン樹脂であって、官能基Ｒ_１〜Ｒ_６、Ｒ_７〜Ｒ_１０のうち、エーテル基でない官能基が、メチロール基、またはイミノ基であることを特徴とする。

上記メラミン樹脂、または上記ベンゾグアナミン樹脂は、広範囲の樹脂および溶剤と相溶性が良く、無機顔料、有機顔料、カーボンブラックに対して優れた分散効果を有し、粘度低下、安定性向上等の改善に適している。上記メラミン樹脂、またはベンゾグアナミン樹脂を使用すると、低粘度で流動性に優れたインクが得られ、ガラス面に形成された隔壁にインクの液滴を付与して加熱乾燥させる過程において、画素平坦化に効果的である。さらに、上記メラミン樹脂、または上記ベンゾグアナミン樹脂は、加熱乾燥させた後にインク組成物を熱硬化させる過程において、極めて特徴的である。すなわち、官能基Ｒ_１〜Ｒ_６、Ｒ_７〜Ｒ_１０で表されるエーテル基、および/またはメチロール基、イミノ基は、熱硬化において縮合反応を起こし、比較的分子量の大きい脱離基（アルコール）を系外に排
出し、架橋する。

式（１）、および式（２）で表される官能基Ｒ_１〜Ｒ_６、Ｒ_７〜Ｒ_１０が全てエーテル基である場合、官能基Ｒ_１〜Ｒ_６、Ｒ_７〜Ｒ_１０を、ＣＨ_２―ＯＲ’₁〜ＣＨ_２―ＯＲ’_６、ＣＨ_２―ＯＲ’_７〜ＣＨ_２―ＯＲ’_１０と置き換えると、Ｒ’_１〜Ｒ’_６、Ｒ’_７〜Ｒ’_１０は、相互に独立してアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はビニル基を表し、Ｃ Ｈ 結合を有する置換基は更に置換されていてよい。これを下記に式（３）、（４）として示す。

式（３）、および式（４）におけるアルキル基としては、特に炭素数１〜６のアルキル基が好ましい。更に、前記アルキル基は、直鎖状であってもよいし、枝分かれしていてもよい。

式（３）、および式（４）におけるシクロアルキル基としては、炭素数３〜７のシクロアルキル基が好ましく、炭素数５〜６のシクロアルキル基がより好ましい。更に、前記シクロアルキル基は、炭素数１〜６のアルキル基、ハロゲン原子（例えば、塩素、臭素又はフッ素）で置換されていてもよい。

式（３）、および式（４） におけるアリール基としては、特にフェニル基又はナフチル基が好ましい。更に、前記アリール基は、炭素数１〜６のアルキル基、ハロゲン原子（例えば、塩素、臭素又はフッ素）で置換されていてもよい。

式（３）、および式（４）で表される構造は、活性水素存在下、加熱により末端のエ−テルが他のエーテル基との間で縮合反応を起こし架橋するため、画素パタ−ン描画後に熱架橋することで緻密に架橋された膜を得ることができる。式（３）に表される構造は１分子中に最大３個、式（４）に表される構造は１分子中に最大２個の架橋点を有し、高度に架橋された膜は非常に高い耐熱性と耐薬品性を有する。

式（３）、および式（４）で表される構造は、熱架橋する時に、エーテル基および/またはイミノ基・メチロール基からの、脱アルコールおよび/または脱水を伴って縮合する。メラミン樹脂１分子当たりのエーテル基が多く、エーテル基末端のアルキル基が大きいほど、熱架橋による膜収縮が大きい。つまり、式（１）、および式（２）で表される官能基Ｒ_１〜Ｒ_６、Ｒ_７〜Ｒ_１０のうちエーテル基が多いほど、式（３）、および式（４）で表されるアルキル基Ｒ’_１〜Ｒ’_６、Ｒ’₇〜Ｒ’_１０が大きいほど、熱収縮が大きい。このように熱収縮が大きい樹脂をインクのバインダーまたは分散剤として使用する場合、同じ膜厚・色仕様の設計にするためには、従来の組成と比べて樹脂に対する顔料の質量濃度（P-con（％））を低くすることができる。

特開平９−１３２７４０号公報に開示されている方法では、樹脂と顔料の重量比や着色顔料と体質顔料の重量比及びインク中の固形分が指定されているが、近年のトレンドである高彩度の色仕様に設計するために樹脂に対する顔料の重量比を高くすると、この発明の効果は失われる。そこで、本発明の方法により熱収縮が大きい樹脂を用いることによって、インク中の樹脂重量比を増やすことが出来、加熱乾燥過程、熱架橋工程においてインクの流動性が良くなり、画素内の平坦性の向上に非常に効果的である。

上記インクに使用する顔料または染料の種類は特に制限されず公知の顔料および染料が
適宜使用できる。例えば有機、無機の顔料、酸性染料、直接染料、分散染料、反応性染料などが使用できる。ただし、耐熱性、耐光性、および耐溶剤性の優れたカラーフィルタを得るためには、これらの特性が高く堅牢な顔料および染料を用いることが好ましい。マトリクス中に分散させる顔料および染料の量に特に制限はないが、なるべく多量に分散させた方が着色層の膜厚を薄くすることができる。また、あまりにマトリクス樹脂成分が少なければ着色層の耐溶剤性および機械強度が低下する。これらの点を考え合わせ、全固形分に対する顔料および／または染料の割合は６０〜１５重量％の範囲が好ましい。また、式（１）、式（２）記載の構造を有する化合物がアルコ−ル末端を有する場合には親水性の非常に高い分子になる。従って、マトリクス樹脂との親和性の点から考えると、分子内にＯＨ基を有するなど比較的親水性の高い顔料、または酸性染料等水溶性の染料もしくは親水性の染料がより適している。しかし、顔料および染料自身が式（１）、式（２）記載の構造と親和性が良くなくても、界面活性剤を少量添加することでマトリクス樹脂中に微分散することが出来る。添加する界面活性剤の量としてはなるべく少ない方が望ましく、分散される顔料の構造によって適正量を選択するのがよい。通常は全固形分に対して３０〜１重量％の範囲で選択される。

上記分散剤としては、例えば、アミン官能基含有モノマーを含むモノマー混合物から形成されたポリマーが一般に用いられる。アミン官能基を含有するモノマーとしては例えば以下のものがある：β−アミノエチルビニルエーテル；β−アミノエチルビニルスルフィド；Ｎ−モノメチル−β−アミノエチルビニルエーテル又は同スルフィド；Ｎ−モノエチル−β−アミノエチルビニルエーテル又は同スルフィド；Ｎ−モノブチル−β−アミノエチルビニルエーテル又は同スルフィド；及びＮ−モノメチル−３−アミノプロピルビニルエーテル又は同スルフィド；ジメチルアミノエチルアクリレート又は同メタクリレート；β−アミノエチルアクリレート又は同メタクリレート；Ｎ−β−アミノエチルアクリルアミド又は同メタクリルアミド；Ｎ−（モノメチルアミノエチル）−アクリルアミド又は同メタクリルアミド；Ｎ−（モノ−ｎ−ブチル）−４−アミノブチルアクリレート又は同メタクリレート；メタクリロキシエトキシエチルアミン；及びアクリロキシプロポキシプロピルアミンなどが挙げられるが、これらに限定されない。

また、上記分散剤としては、例えば、ポリエステル多塩基酸成分と多価アルコール成分とから構成されたポリエステル樹脂を含有するモノマー混合物から形成されたポリマーが一般に用いられる。樹脂型顔料分散剤の重量平均分子量が１０００未満では十分な立体障害が得られず、分散効果は低下し、重量平均分子量が１０００００より大きくても逆に凝集作用が生じる場合があり好ましくない。このようなポリエステル系樹脂型顔料分散剤としては、例えば、アジスパーPB711、アジスパーPB821（味の素株式会社製）が挙げられるが、これらに限定されない。

顔料としては、例えば、赤色（Red）としてC.I.No.９、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７７、１８０、１９２、２１５、２５４など、緑色（Green）としてはC.I.No.７、３６、青色（Blue）としてはC.I.No.１５、１５：６、２２、２３、６０、６４が一般的に用いられる。さらにまた、黄色（Yellow）としてはC.I.No.１２、２０、２４、８３、８６、１０９、１１０、１１７、１２５、１５０等が、バイオレット（Violet）としてはC.I.No.１９、２３、２９、３０、３７、４０、５０等が一般的に用いられるが、これらに限定されない。これらは１種のみでも又は複数種混ぜ合わせて使用してもよく、カラーフィルタの分光調整の為など、必要に応じて任意の顔料を２〜３点混ぜ合わせて調整する。各色の顔料は白色光を分解する役割を担うため、透明性、対候性、耐熱性に優れているものがよい。顔料の一次粒子径は０.３μｍ以下、更には、０.１μｍ以下が好ましく、可視光の波長に対して十分に小さくする。特に透明性に優れた顔料として有機顔料が好ましい。

上記インク組成物に用いる溶剤は、特に限定されるものではなく、使用される顔料、バインダー、インクに要求される品質等に応じて選択することができる。使用する溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、３-メトキシブチルアセテートやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等が挙げられる。上記溶剤は、二種類以上を混合して用いることもできる。

本発明のインク組成物は着色剤として顔料を用いるので、あらかじめ顔料を全使用量の一部の溶剤中で分散剤と混合して分散性を付与し、得られた顔料分散体（すなわち高濃度の顔料分散液）を他の配合成分と共に残部の溶剤中に投入して混合しインク組成物とすることが多い。顔料分散体を調製するためには、３-メトキシブチルアセテートやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）のような顔料を分散させやすい溶剤を用いる必要がある。

主溶剤は、以下に示すような溶剤の中から選んで用いることができる：エチレングリコールモノエチルエーテルのようなグリコールエーテル類；エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類；ジエチレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールオリゴマーエーテル類；ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールオリゴマーエーテルエステル類；酢酸、２-エチルヘキサン酸、無水酢酸のような脂肪族カルボン酸類又はその酸無水物；酢酸エチル、安息香酸プロピルのような脂肪族又は芳香族エステル類；炭酸ジエチルのようなジカルボン酸ジエステル類；３-メトキシプロピオン酸メチルのようなアルコキシカルボン酸エステル類；アセト酢酸エチルのようなケトカルボン酸エステル類；クロロ酢酸、ジクロロ酢酸のようなハロゲン化カルボン酸類；エタノール、イソプロパノール、フェノールのようなアルコール類又はフェノール類；ジエチルエーテル、アニソールのような脂肪族又は芳香族エーテル類；２-エトキシエタノール、１-メトキシ-２-プロパノールのようなアルコキシアルコール類；ジエチレングリコール、トリプロピレングリコールのようなグリコールオリゴマー類；２-ジエチルアミノエタノール、トリエタノールアミンのようなアミノアルコール類；２-エトキシエチルアセテートのようなアルコキシアルコールエステル類；アセトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類；Ｎ-エチルモルホリン、フェニルモルホリンのようなモルホリン類；ペンチルアミン、トリペンチルアミン、アニリンのような脂肪族又は芳香族アミン類。

主溶剤として使用できる溶剤の具体例としては、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジブチルエーテル、アジピン酸ジエチル、シュウ酸ジブチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、コハク酸ジメチル、及び、コハク酸ジエチルなどを例示することができる。これらの溶剤は、顔料の分散性、分散安定性も比較的良好であり、３-メトキシブチルアセテートやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）のような従来から顔料分散体の調製に用いられている溶剤と混合し或いは混合せずそのまま分散溶剤として用い、顔料分散体を調製することができる。

さらに、インクジェットに適した粘度に調整するためには、適宜、熱硬化に影響が少ない低粘度の不揮発成分を用いることができる。例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートのようなアクリルモノマー。

本発明によるカラーフィルタ用インクジェットインク組成物は、例えば次のようにして作成できる。まず顔料を、樹脂型分散剤を主成分とする分散剤およびアルコ−ルまたはエ
ステルを主成分とする溶剤中に分散し、顔料ペーストを作製する。そこに、メラミン樹脂および/またはベンゾグアナミン樹脂を上記溶剤に予め溶解したものを添加し、さらに撹拌してインクジェット用インクを赤、青、緑色の３色分作成する。必要に応じて、レベリング剤も任意の段階で添加する。この場合、顔料の分散にはホモジナイザー、サンドグラインダー等の分散機を使用すると良い。

上記カラーフィルタ用インクジェットインク組成物からなる着色層の耐熱性、耐光性および耐薬品性を評価するためには、例えば次のようにしてカラーフィルタ、またはカラーフィルタに準じた着色層を作製することができる。インクジェット方式により撥インク性の隔壁を設けたガラス基板上に、またはスピンコートによりガラス基板上に塗工し、基板を５０〜１５０℃の範囲で１〜１０分間加熱し、溶媒を乾燥した後１８０〜２６０℃の範囲で１０〜６０分加熱して樹脂を架橋する。上記の操作によりカラーフィルタ用インクジェットインク組成物の着色層が得られる。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。

１．着色組成物の作製
カラーフィルタ作製に用いる着色組成物は、赤色顔料として、C.I.Pigment Red 254（「イルガフォーレッドB−CF」：チバ・スペシャルティケミカルズ社製）、緑色顔料として（「リオノールグリーン ６YK」：東洋インキ製造製）、青色顔料として、C.I.Pigment Blue 15;6（「ヘリオゲンブルー」：BASF社製）を用い、下記表１に示す処方でビーズミル分散により十分混連錬し、赤色顔料分散液（組成物１）、緑色着色組成物（組成物２）及び青色顔料分散液（組成物３）を作製した。

このようにして得た顔料分散液に下記表２に示す処方で、熱硬化性のバインダー成分及び有機溶剤を加えて良く攪拌し、９種のカラーフィルタ用着色組成物を（インクＡ〜Ｌ）を作製した。

２．カラーフィルタ基板の作製
ガラス基板上に形成されたブラックマトリクスの開口部に、１２ｐｌ、１８０ｄｐｉヘッドを搭載したインクジェット印刷装置により前記赤色（Ｒ）、緑色（G）、青色（B）各色の着色組成物を吐出し、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の画素パタ−ンを描画した。その後、１３０℃で３分乾燥させた後２３０℃で２０分加熱して樹脂を架橋し、カラーフィルタ試料を得た。

３．カラーフィルタの平坦性評価
上記カラーフィルタ試料について、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）各色の着色層の耐熱性および耐薬品性を評価し、また、膜厚プロファイルを測定した。耐熱性については上記カラーフィルタを２５０℃で１時間加熱、対薬品性については酸、アルカリ、および有機溶剤に３０分浸漬し、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）各色の着色層の膜厚の変化、色度の変化および表面状態の変化を観察し、画素内の着色層の膜厚および段差は、吐出量を少しずつ変えて作製したカラーフィルタ試料の、色度の変動および膜厚の測定値から、所定の色の時の値を算出した。それぞれのインクの耐性および画素内段差は、下記の基準で評価した。それらの結果を下記表３に示す。

熱収縮率(%)
焼成による膜厚の収縮率 = （塗布乾燥後膜厚 − 焼成後膜厚）/ 塗布乾燥後膜厚 × 100 （％）。

外観
○：良好 ひび割れ、表面荒れ等の異常なし
△：概ね良好 判定が難しいごく僅かなひび割れ、表面荒れ等の異常がある
×：不良 ひび割れ、表面荒れ等の異常がある
画素平坦性（単位：μm）
○：平坦性良好 段差 ０ ≦ Δｔ ＜ ０．３
△：平坦性概ね良好 段差 ０．３ ≦ Δｔ ＜ ０．５
×：平坦性不良 段差 ０．５ ≦ Δｔ

上記表３から、以下のことが明らかである。即ち、下式（１）で表されるメラミン樹脂、または下式（２）で表されるベンゾグアナミン樹脂のうち、官能基Ｒ_１〜Ｒ_６のうち５つ以上、Ｒ_７〜Ｒ_１０のうち３つ以上がエーテル基であるものを用いた赤（Ｒ）のインク組成物（インクＡ、Ｄ）、緑（Ｇ）のインク組成物（インクＢ、Ｅ）、青（Ｂ）のインク組成物（インクＣ、Ｆ）から作製されたカラーフィルタは、熱収縮率が３０％前後であり、空気中において２５０℃で１時間加熱しても変色せず、このときの膜厚変化率も小さく、また、有機溶媒、酸、アルカリにも十分な耐性を有し、かつ、画素内段差が０．３μm未満と平坦性が良好であった。

（比較例）
これに対し、上式（１）で表される構造を有するメラミン樹脂、または上式（２）で表される構造を有するベンゾグアナミン樹脂のうち、官能基Ｒ_１〜Ｒ_６のうち５つ以上、Ｒ_７〜Ｒ_１０のうち３つ以上がメチロール基、および/またはイミノ基であるものを用いた赤（Ｒ）のインク組成物（インクＧ、Ｊ）、緑（Ｇ）のインク組成物（インクＨ、Ｋ）、から作製されたカラーフィルタは、熱収縮率が１５％前後であり、画素内段差が０．５μm以上と平坦性が不良であった。青（Ｂ）のインク組成物（インクＩ、Ｌ）から作製されたカラーフィルタは、熱収縮率が２０％前後であり、画素内段差は０．３μｍ前後と、該青インクＣ、Ｆと比較すると、平坦性は悪化した。さらに、赤（Ｒ）のインク組成物（インクＧ、Ｊ）に関しては、顔料濃度が高いことが影響し、溶剤耐性が不良であった。

本発明はカラー液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタをインクジェット方式で生産するのに利用される。

Claims (8)

1. 少なくとも、有機顔料、分散剤、熱硬化性のバインダー成分、及び溶剤からなり、熱硬化性のバインダーの主成分として式（１）で表される構造を有するメラミン樹脂、または式（２）で表される構造を有するベンゾグアナミン樹脂を含有することを特徴とするカラーフィルタ用インクジェットインク組成物。式（１）および式（２）で表される構造においてＲ_１〜Ｒ_１０は、アルキル基、エーテル基、メチロール基、イミノ基を表す。
   

   

   
2. 前記熱硬化性のバインダーの主成分として前記式（１）で表される構造を有するメラミン樹脂、または前記式（２）で表される構造を有するベンゾグアナミン樹脂において、官能基Ｒ_１〜Ｒ_６のうち５つ以上、Ｒ_７〜Ｒ_１０のうち３つ以上がエーテル基であることを特徴とする、請求項１に記載のカラーフィルタ用インクジェットインク組成物。
3. 前記式（１）で表される構造を有するメラミン樹脂、または前記式（２）で表される構造を有するベンゾグアナミン樹脂において、官能基Ｒ_１〜Ｒ_６、Ｒ_７〜Ｒ_１０のうち、エーテル基でない官能基が、メチロール基、またはイミノ基であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のカラーフィルタ用インクジェットインク組成物。
4. 基板上に形成された隔壁により区画された凹部に、インクジェット方式により請求項１
   〜３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの液滴を付与して着色層を形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
5. 前記着色層を、インクジェット方式により打滴されたカラーフィルタ用インクジェットインク中の有機溶剤を除去してインク残部とした後に、加熱する硬化工程を有し、前記インク残部を重合硬化させて、形成することを特徴とする請求項４に記載のカラーフィルタの製造方法。
6. 前記硬化工程は、前記カラーフィルタ用インクジェットインクの熱重合開始温度未満の温度で加熱を行った後に、前記熱重合開始温度以上の温度で加熱を行うことを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルタの製造方法。
7. 請求項４〜６のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法により作製されたカラーフィルタ。
8. 請求項７に記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする液晶表示装置。